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REVISIÓN
Citocinas en la patogenia de la enfermedad celíaca
101.768
a
a,b
Alberto J. León , José A. Garrote
a
y Eduardo Arranz
a
Departamento de Pediatría e Inmunología, Instituto de Biología y Genética Molecular (IBGM).
Universidad de Valladolid. Valladolid.
b
Unidad de Investigación. Hospital Clínico Universitario. Valladolid. España.
La enfermedad celíaca se manifiesta por una enteropatía causada por
la intolerancia al gluten, una familia de proteínas presente en el trigo
y otros cereales. Tras la activación de los linfocitos T del intestino
delgado en individuos predispuestos, se ponen en marcha mecanismos inflamatorios regulados por el balance entre citocinas inflamatorias de perfil Th1, como el interferón gamma (IFNγ), el factor de necrosis tumoral alfa (TNFα), la interleucina (IL)-15 e IL-18, y otras
reguladoras como el factor transformador del crecimiento beta (TGFβ)
e IL-10. Estas citocinas, además de incrementar el número de células
del sistema inmunitario en la mucosa intestinal y el grado de activación, regulan la actividad de los factores de crecimiento epitelial y de
las metaloproteinasas, moléculas encargadas de mantener y renovar
la estructura de la mucosa, que en situaciones de inflamación provocan la lesión intestinal que conduce al síndrome de malabsorción.
Base inmunológica de la enfermedad celíaca
El sistema inmunitario está directamente implicado en la patogenia de la EC, donde los linfocitos T tienen un papel fundamental en la regulación de la inmunidad intestinal frente
al gluten7. Las células presentadoras de antígeno interaccionan y procesan los antígenos que llegan al intestino, en un
contexto que puede determinar que ciertas poblaciones de
linfocitos T reconozcan a un antígeno como dañino para el
organismo y deba actuarse contra él (inflamación), o inocuo,
en cuyo caso debe mantenerse la situación de normalidad
en la mucosa intestinal (tolerancia)8. El reconocimiento de
Palabras clave: Enfermedad celíaca. Inflamación. Citocinas. Intestino.
Cytokines in the pathogeny of celiac disease
A
Celiac disease is manifested by an enteropathy caused by intolerance
to gluten, a family of proteins found in wheat and other cereals. Following intestinal T-cell activation in predisposed individuals, different
inflammatory mechanisms are triggered under the control of the cytokine balance including those with a pro-inflammatory Th1 pattern
such as IFNγ, TNFα, IL-15 and IL-18; and regulatory cytokines such
as TGFβ and IL-10. These cytokines, besides increasing the intensity
of the activation and the number of immune cells within the intestinal mucosa, regulate the activity of epithelial growth factors and metalloproteinases, a group of molecules involved in the maintenance
and turnover of the intestinal mucosa structure; in inflammatory conditions, they also induce the intestinal lesion responsible for malabsorption syndrome.
Key words: Coeliac disease. Inflammation. Cytokines. Intestine.
La enfermedad celíaca (EC) o enteropatía por sensibilidad al
gluten es la enfermedad inflamatoria intestinal más frecuente en nuestro entorno, con una prevalencia estimada de alrededor del 0,2-0,5%, aunque a veces es asintomática o
tiene una presentación atípica1,2. Cursa con malabsorción y
diarrea secundaria a la disminución de la superficie de absorción de la mucosa del intestino delgado. La lesión es
consecuencia de la activación de linfocitos T de la lámina
propia mucosa en individuos genéticamente predispuestos
como respuesta a la presencia de péptidos modificados de
gluten3,4, componente proteico del trigo y otros cereales5.
Los cambios en la arquitectura de la mucosa intestinal incluyen la infiltración celular, hiperplasia de criptas y pérdida
de vellosidades, alteraciones que pueden tener distinta intensidad (grados 1 a 5 de Marsh), y que se recuperan hasta
la normalidad histológica una vez eliminado el gluten de la
dieta6 (fig. 1).
Correspondencia: Dr. E. Arranz.
Departamento de Pediatría e Inmunología. Instituto de Biología y Genética
Molecular (IBGM). Universidad de Valladolid.
Ramón y Cajal, 7. 47005 Valladolid. España.
Correo electrónico: [email protected]
Recibido el 17-1-2005; aceptado para su publicación el 2-3-2005.
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B
Fig. 1. Alteraciones en la arquitectura de la mucosa intestinal en la enfermedad celíaca. A: mucosa sana. B: atrofia vellositaria total (HE ×100).
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LEÓN AJ, ET AL. CITOCINAS EN LA PATOGENIA DE LA ENFERMEDAD CELÍACA
los péptidos de gluten por los linfocitos T reactivos de la lámina propia mucosa se lleva a cabo en el contexto de las
moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad, también conocido como HLA (anticuerpos leucocitarios humanos) de clase II, especialmente, HLA-DQ2 o DQ89,10. Para
que se produzca este reconocimiento, los péptidos de gluten
deben ser modificados antes por la enzima transglutaminasa
tisular (TGt) mediante desaminación, que consiste en la sustitución de unos aminoácidos por otros con carga negativa11
(fig. 2). Esta enzima, además de tener una función esencial
en el procesamiento del gluten en el intestino, es también el
principal autoantígeno de los anticuerpos específicos para
esta enfermedad12,13.
Mediante estudios de estimulación ex vivo con gluten a partir
de biopsias obtenidas de pacientes celíacos en fase de remisión, se ha observado que las primeras señales de activación
inmunitaria aparecen tan sólo 1 h después de haber entrado
en contacto con el antígeno14. Ello sugiere la presencia de
mecanismos tempranos de respuesta a señales de peligro,
puestos en marcha por determinados péptidos sin capacidad de estimular a las células T reactivas al gluten, activándose posteriormente la respuesta celular específica mediada
por estos linfocitos T que reconocen péptidos de gluten en el
contexto de las moléculas HLA-DQ2 o DQ815-17.
Mecanismos de lesión
Tras la activación de los linfocitos T específicos de gluten
que asientan en la lámina propia de la mucosa intestinal de
los pacientes celíacos, se liberan mediadores inflamatorios,
como el interferón gamma (IFNγ), el factor de necrosis tumoral alfa (tumor necrosis factor alpha, TNFα), la interleucina (IL) 15, la IL-18 y el factor transformador del crecimiento
beta (transforming growth factor beta, TGFβ), entre
otros18,19. Estos mediadores causan diversos efectos sobre la
mucosa, como la infiltración linfocitaria (tanto de la lámina
propia como del epitelio), el aumento en la velocidad de degradación de la matriz extracelular20,21 y el aumento de los
factores de crecimiento epitelial, como el factor transformador del crecimiento alfa (transforming growth factor alpha,
TGFα) y factor de crecimiento de los queratinocitos (keratinocyte growth factor, KGF), que son causantes de la hiperplasia de las criptas22 (fig. 3).
En condiciones normales, las células de la estroma de la lámina propia mucosa secretan valores bajos de metaloproteinasas (matrix metalloproteinases, MMP), una familia de
peptidasas con un átomo de cinc en su centro catalítico que
degradan lentamente la matriz extracelular para su renovación23,24. También producen inhibidores de metaloproteinasas (tissue inhibitors of metalloproteinases, TIMP) que, junto a ciertos inhibidores, como la α2-macroglobulina, evitan
el exceso de actividad enzimática. Las citocinas inflamatorias inducen rápidamente una elevación en los valores de
MMP, pero sin alterar la producción de sus inhibidores16,20,21.
Otra vía por la que las citocinas podrían verse indirectamente
implicadas en los cambios observados en el intestino es a través de sus efectos en la producción de factores de crecimiento epitelial, como el KGF22, por las células de la estroma, que
actúa específicamente sobre las células del epitelio intestinal25. Las células epiteliales producen sus propios mitógenos,
como TGFα y factor de crecimiento epitelial (epithelial growth
factor, EGF), y su liberación aumenta tras el daño tisular26. Es
muy probable que la producción de esas moléculas y sus receptores pueda ser modulada por citocinas, aunque aún se
necesitan más estudios para confirmar su importancia en el
daño intestinal inducido por los linfocitos T27.
41
Gluten
CD8
TGt
TCRαβ
IFNγ
DQ2
CD4
B
Fig. 2. Patogenia de la enfermedad celíaca.
Los linfocitos T CD4+ de la lámina propia mucosa tienen un papel central en
la patogenia de la enfermedad celíaca, al controlar la respuesta inmunitaria
local frente al gluten. Estos linfocitos T activados muestran un fenotipo Th1
con un patrón de producción de citocinas en el que predomina el IFNγ, capaz de actuar sobre otras células del estroma y proporcionar la ayuda necesaria a los linfocitos B para la síntesis de anticuerpos (antigliadina, antiendomisio y otros). TGt: transglutaminasa tisular; IFNγ: interferón gamma; DQ2:
molécula codificada por los principales alelos de riesgo para la enfermedad
celíaca; TCRαβ: receptor de célula T de tipo αβ.
Patogenia de la enfermedad celíaca
Activación de linfocitos T reactivos
a péptidos de gluten
Susceptibilidad genética (DQ2 y otros)
Factores ambientales
Infiltrado inflamatorio
Células procedentes de la circulación
sistémica
Proliferación en la mucosa inflamada
Síntomas clínicos
Atrofia vellositaria e hiperplasia
de criptas
Malabsorción
Diarrea
Mayor proliferación de los enterocitos
(KGF, TGFβ, TNFβ)
Aumento de la apoptosis de los
enterocitos
Fig. 3. Secuencia de acontecimientos que tienen lugar en la enfermedad celíaca.
Los linfocitos T reactivos al gluten inician la respuesta inflamatoria que induce
cambios en la arquitectura de la mucosa. Los síntomas clínicos se deben a
cambios en la permeabilidad de la mucosa (producidos por el infiltrado inflamatorio), y a la disminución en la superficie de absorción (causados por la
atrofia vellositaria). DQ2: principal alelo del HLA de clase II de riesgo en la enfermedad celíaca; KGF: factor de crecimiento de los queratinocitos; TGFβ: factor transformador del crecimiento beta; TNFβ: factor de necrosis tumoral beta.
Relación de las citocinas con la lesión intestinal
Los efectos conocidos de muchas citocinas explican gran
parte de las alteraciones observadas en la EC, como el aumento en la proliferación de las criptas y la apoptosis de los
enterocitos16, aunque ciertos aspectos todavía necesitan ser
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IFNγ
TGFβ
Mucosa alterada
Mucosa normal
TNFα
IL-15
Mucosa alterada
Mucosa normal
Mucosa alterada
Mucosa normal
IL-18
Mucosa normal
Mucosa alterada
Mucosa normal
IL-10
Mucosa alterada
Mucosa normal
Mucosa alterada
IL-4
Mucosa normal
Mucosa alterada
clarificados, como el aumento del número de linfocitos T intraepiteliales mucho antes de que se observen otras alteraciones en la mucosa del intestino, o su permanencia allí durante meses después de la retirada del gluten de la dieta y
tras la recuperación de la normalidad histológica y
funcional28.
Los mecanismos de inflamación de la mucosa intestinal no
son específicos de la EC, sino que también se ponen en
marcha en otras situaciones. El grado y el tipo de alteración
que sufre la mucosa dependen del patrón de citocinas y de
su concentración local16. Por ejemplo, el IFNγ, además de
estar aumentado en la EC19,28,29, también aparece en otras
inflamaciones del intestino que presentan un grado de alteración mayor de la mucosa, como la enfermedad de Crohn
y la colitis ulcerosa30, donde los valores de IFNγ están mucho más elevados que en la EC (observación propia). Cuando se retira el gluten de la dieta en pacientes con EC se recupera la normalidad histológica y los valores de citocinas
vuelven a la normalidad, y no hay diferencias entre los pacientes en remisión (con dieta sin gluten) y los controles sanos19,29. Hasta el momento, en la EC en actividad no ha sido
demostrada la posible correlación entre los valores locales
de citocinas y el grado de atrofia vellositaria, o entre aquellos y los valores de anticuerpos antiendomisio29; por tanto,
es necesario considerar otros factores además de las citocinas para explicar todos los acontecimientos que tienen lugar en la lesión de la EC.
La EC puede presentarse en dos momentos bien diferenciados: por un lado, en niños después de la introducción del
gluten en la dieta, y por otro, en adultos que no habían manifestado previamente síntomas clínicos2. Hasta el momen-
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Fig. 4. Localización de las células
productoras de citocinas en la mucosa intestinal, tanto en situación
normal como en enfermedad celíaca
en actividad.
IFNγ: interferón gamma; TGFβ: factor transformador del crecimiento
beta; IL: interleucina; TNFα: factor
de necrosis tumoral alfa.
to, ningún trabajo ha abordado específicamente este tipo de
estudio, es decir, no se han determinado los valores de citocinas en ambos grupos y establecido las posibles diferencias, sino que cada estudio se centra en niños o adultos, o
agrupa a todos los pacientes celíacos con independencia de
la edad19. Sin embargo, el análisis de los distintos estudios
publicados no permite establecer diferencias entre los valores de expresión de citocinas en biopsias de pacientes con
EC, sean niños o adultos29.
La enfermedad celíaca presenta un perfil de citocinas Th1
Los estudios sobre los mediadores inflamatorios en la EC
concluyen que hay un aumento en la estimulación en la
mucosa intestinal de tipo Th1, mediado por IFNγ y TNFα,
aunque coexisten con otros mediadores de perfil regulador,
como el TGFβ13 (fig. 4). El compartimiento en el que se regula la actividad inflamatoria en la EC es la lámina propia
mucosa, lugar en el que se encuentran los linfocitos T reactivos al gluten y donde se expresan las citocinas de perfil
Th1 responsables del inicio o desarrollo de la inflamación18,19,29 (tabla 1).
Hay una gran variabilidad en la información disponible sobre las diferentes citocinas en la EC, y hay más datos acerca de las que se identificaron inicialmente, como IFNγ,
TGFβ y TNFα19,29, mientras que otras de reciente descubrimiento, como IL-18 e IL-15, han sido objeto de estudio en
un pequeño número de trabajos28,37,38. A la hora de comparar distintos estudios disponibles, otro punto a tener en
cuenta es el que se refiere a los aspectos metodológicos, ya
que los resultados obtenidos en algunas citocinas difieren
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LEÓN AJ, ET AL. CITOCINAS EN LA PATOGENIA DE LA ENFERMEDAD CELÍACA
TABLA 1
Expresión de citocinas en la mucosa intestinal de pacientes con enfermedad celíaca (EC) en actividad y en los controles
sanos
Valores de ARNm (RT-PCR/hibridación in situ)
IFNγ
Localización en el tejido (inmunohistoquímica/hibridación in situ)
EC actividad > normal
Normal: expresión en la lámina propia, no hay presencia en el epitelio
Valores en EC en remisión son los mismos
que en sanos19,22,28,29,31,32
EC actividad: mayores niveles en la lámina propia, y aparece en
el epitelio19,29,32,33
TGFβ
ARNm: EC actividad = normal
Valores proteína: EC actividad > normal19,29,31,34
Normal: expresión en el epitelio (sobretodo en la punta de las vellosidades
y poco en las criptas) y en la lámina propia
(especialmente en las zonas próximas al epitelio)
EC actividad: ligera disminución en el epitelio, aumento en lámina propia
(región subepitelial)33,34
TNFα
EC actividad = normal
Valores proteína: EC actividad > normal19,28,29,35
Aumento de ARNm tras estimulación in vitro19
Normal: expresión en la lámina propia, no en el epitelio
EC actividad: aumento en la lámina propia, no aparece en el epitelio32,33
IL-12
EC actividad = normal
IL-12 (subunidad p40) ausente o valores muy bajos19,28,36
Normal: no detectable
EC actividad: no detectable19,28,36
IL-15
ARNm: EC actividad = normal
Valores proteína: EC actividad > normal
Hay aumento en los valores de proteína activa sin cambios
en el ARNm debido a regulación postranscripcional28,37
Normal: no se detecta37, o expresión en células mononucleares de la lámina
propia y en enterocitos de vellosidades y criptas28
EC actividad: expresión en pocas células mononucleares de la lámina propia37,
o aumento importante en la lámina propia y en los enterocitos28
IL-18
ARNm: EC actividad = normal
Proteína activa: EC actividad > normal
IL-18 se produce de forma inactiva, su activación
por la caspasa-1 es independiente de
los valores de ARNm de IL-1838
Normal: no detectable
EC actividad: expresión en las criptas, no detectable en la lámina propia
(observación propia, en preparación)
IL-10
EC actividad > normal29,39, aunque otros estudios
no observan diferencias entre ambos grupos19,40
Normal: expresión en la lámina propia, no detectable en epitelio
EC actividad: expresión en la lámina propia sin diferencias entre ambos
grupos40, o disminución en la lámina propia y expresión en el epitelio29
IL-4
EC actividad = normal
Valores muy bajos en ambos grupos19,29,32
Normal: presencia esporádica en la lámina propia, no en el epitelio
EC actividad: igual que normales19,32,33,40
En algunas citocinas que no presentan variaciones en sus valores de ARNm se han especificado los cambios en la cantidad de proteína activa, este último dato es el que tiene relevancia
fisiológica. IL: interleucina, IFNγ: interferón gamma; TGFβ: factor transformador del crecimiento beta; TNFα: factor de necrosis tumoral alfa.
según la técnica utilizada (ya sea estudio del ARN mensajero [ARNm] o de la proteína), y en los últimos años la sensibilidad y la precisión de las técnicas de estudio de ARNm
han aumentado considerablemente.
IFNγ y TNFα están aumentados en la enfermedad celíaca
activa
El IFNγ se definió inicialmente como un agente con actividad
antiviral, aunque tiene otras funciones esenciales tanto en la
inmunidad innata como en la inmunidad celular específica.
En la inmunidad innata, su secreción depende de las células
natural killer (NK) en respuesta al reconocimiento de ciertos
componentes de microorganismos, así como en respuesta a
la IL-12. En la inmunidad adaptativa, las células T producen
IFNγ en respuesta al reconocimiento del antígeno, fenómeno
potenciado, a su vez, por la IL-12. Es la principal citocina
que desencadena la actividad bactericida de los macrófagos,
estimula la expresión de moléculas del complejo mayor de
histocompatibilidad de clases I y II y de moléculas coestimuladoras en las células presentadoras de antígeno, como macrófagos o células dendríticas. Otro efecto del IFNγ es inducir la diferenciación de las células T CD4+ vírgenes hacia el
fenotipo Th1, inhibiendo por el contrario la proliferación de la
subpoblación Th241,42. Se ha observado que el IFNγ es uno
de los mediadores más importantes en la inflamación en el
intestino, tanto en la enfermedad en humanos como en los
modelos experimentales en animales, y su expresión se ha
relacionado directamente con el daño tisular en varios procesos inflamatorios del intestino43.
En la EC se ha observado que los linfocitos específicos de
gluten, tanto los aislados de biopsias de pacientes como los
clones celulares generados in vitro, producen un patrón de
citocinas Th1 en el que el IFNγ se encuentra siempre pre43
sente10,19. Se ha demostrado también que hay una relación
entre la producción de citocinas por linfocitos T reactivos al
gluten y las alteraciones del epitelio intestinal. Esto se demostró al utilizar el sobrenadante de un cultivo de linfocitos
T reactivos tras su estimulación con gluten para un segundo
cultivo in vitro de biopsias intestinales obtenidas de individuos sanos, observándose que la altura de los enterocitos
se reducía de una forma dependiente de la dosis de dicho
sobrenadante, y este efecto podía ser bloqueado mediante
anticuerpos neutralizantes anti-IFNγ44.
En general, todos los estudios concluyen que el IFNγ es detectable en condiciones normales y aumenta en la EC en
fase de actividad. Los resultados obtenidos al estudiar la expresión de ARNm (por las técnicas de RT-PCR e hibridación in situ) coinciden con los de inmunohistoquímica en
cortes de tejido, tanto en lo que se refiere al aumento de los
valores totales de IFNγ como en su localización tisular.
Mientras que en el tejido sano el IFNγ se expresa esporádicamente en células mononucleares de la lámina propia de
muestras de tejido de pacientes con EC en actividad, la expresión de IFNγ aumenta en la lámina propia, pero raramente en el epitelio. Las principales células productoras de
IFNγ son los linfocitos T y los macrófagos, aunque son estos
últimos los que producen mayor cantidad en la EC29.
Los estudios de estimulación in vitro de biopsias de pacientes con EC en fase de remisión dan idea de los acontecimientos que tienen lugar en las primeras fases de la respuesta al gluten. Cuando se estimulan biopsias completas,
se detecta un incremento de ARNm de IFNγ a los 30 min, y
se alcanzan los valores máximos al cabo de 2-6 h, seguido
de una reducción progresiva19.
El TNFα, producido por macrófagos activados, interviene en
múltiples actividades como la acumulación de neutrófilos, la
formación de granulomas, la inducción de la expresión de
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moléculas de adhesión en el endotelio y otros muchos efectos42. Cuando el TNFα actúa sobre la mucosa intestinal incrementa de forma notable su permeabilidad45 y, al tener
efectos citostáticos sobre las células epiteliales, puede inducir la apoptosis de los enterocitos cuando actúa sinérgicamente con el IFNγ46,47. Tanto la expresión como la acción
del TNFα está muy relacionada con el IFNγ, que actúan
conjuntamente en muchos tipos de inflamación intestinal,
como en el caso de la enfermedad de Crohn48 y la EC13.
No se ha conseguido demostrar un incremento en los valores de ARNm de TNFα cuando se estudia la biopsia completa de pacientes con EC en actividad19,28 o poblaciones de
linfocitos T aislados de estas biopsias29. En algún caso, no
se detecta el aumento de ARNm de TNFα en biopsias tras
la instilación de péptidos de gluten directamente por vía
rectal35. Sin embargo, en otro estudio sí se ha detectado un
aumento de la expresión de ARNm de TNFα tras la estimulación in vitro de biopsias intestinales19.
La mayoría de los estudios realizados mediante inmunohistoquímica concluyen que el TNFα sólo se expresa en la lámina propia mucosa y no en el epitelio, y aumenta su expresión en la EC con respecto a los controles sanos32,33,49.
Sin embargo, en otro estudio mediante citometría de flujo
que utiliza células aisladas del intestino se ha observado
una mayor expresión de TNFα en las biopsias de pacientes
con EC en actividad en comparación con controles sanos, lo
que se debía especialmente a la actividad de los linfocitos
intraepiteliales, mientras que se mantenían los mismos valores en los linfocitos de la lámina propia50.
Ausencia de IL-12 en la enfermedad celíaca en actividad
La IL-12 es un mediador de la respuesta inmunitaria precoz
frente a microorganismos intracelulares, así como un factor
inductor fundamental de las respuestas de tipo Th1. La molécula de IL-12 activa es un heterodímero formado por las 2
subunidades (p35 y p40). Las principales fuentes de IL-12
son las células presentadoras de antígeno como macrófagos
activados y células dendríticas. Hay muchas células que
sintetizan la subunidad p35, pero sólo estas células presentadoras de antígeno profesionales sintetizan el componente
p40 y, por tanto, la citocina biológicamente activa. La IL-12
proporciona una importante conexión entre la inmunidad innata y la inmunidad adaptativa, ya que es producida durante las reacciones de inmunidad innata y estimula respuestas
inmunitarias adaptativas al estimular la función de presentación de antígeno51,52.
Debido a la importancia de esta citocina en la inducción de
respuestas Th1, como es el caso de la enfermedad de
Crohn, se pensó inicialmente que esta citocina también sería uno de los factores implicados en la EC. Se ha observado
que la subunidad p40 no se expresa ni en el tejido sano ni
en las muestras de pacientes con EC en actividad28,36, pero
tampoco en las biopsias de pacientes con EC tras su estimulación in vitro con péptidos de gluten19. Sin embargo, no
hay ningún trabajo que haya estudiado la presencia de p35
en el intestino de pacientes con EC. Puesto que se necesita
la presencia simultánea de las 2 subunidades para la producción de IL-1252, esta citocina no estaría presente durante las primeras fases tras la estimulación in vitro de biopsias
de EC con péptidos de gluten19 ni en muestras de pacientes
con EC en actividad36. Otro hecho que apoya la idea de que
la IL-12 no se encuentra implicada en la patogenia de la EC
es que los valores de activación de STAT-4, el principal factor de transcripción inducido por la IL-12, son similares tanto en los pacientes con EC como en los controles sanos53.
La búsqueda de otros factores capaces de inducir la dife-
512
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renciación Th1 y la producción de IFNγ, especialmente en
ausencia de IL-12, es una de las principales cuestiones que
quedan por resolver en la inmunopatogenia de la EC11.
Citocinas potenciadoras de respuesta Th1
en ausencia de IL-12
La IL-15 es una citocina producida por las células mononucleares y, probablemente, por muchos otros tipos celulares
como respuesta a infecciones virales, componentes bacterianos, como lipopolisacáridos (LPS), u otros factores que
activan la inmunidad innata42. La función mejor documentada de la IL-15 es favorecer la proliferación y activación de
las células NK54, y podría considerarse que los efectos de la
IL-15 en la respuesta innata son equivalentes a los de la
IL-2 en la respuesta inmunitaria adaptativa. La IL-15 también puede actuar como factor de crecimiento y supervivencia de las células T, especialmente para las células T CD8+
de memoria de vida larga55, por lo que podría estar relacionada con la supervivencia de los linfocitos específicos de
memoria implicados en la inflamación intestinal. A diferencia de otras citocinas, la IL-15 está sujeta a una estricta regulación postranscripcional56. El ARNm de la IL-15 tiene 2
isoformas que presentan péptidos señal de distinta longitud,
y mientras que una isoforma conduce a la vía secretora, la
otra genera una proteína de localización intracelular, con
distintas actividades biológicas57. Los múltiples efectos de la
IL-15, así como los aspectos sobre su regulación han sido
ampliamente recogidos en una revisión58.
La IL-15 podría ser uno de los mediadores responsables de
que la activación inmunitaria en la lámina propia mucosa en
la EC tenga también efectos sobre el epitelio, como lo demuestra el hecho de que los cambios epiteliales producidos
en las biopsias de pacientes con EC estimuladas con péptidos de gliadina puedan ser bloqueados con anticuerpos
neutralizantes de IL-15, y que la estimulación con IL-15 sólo
tenga efecto sobre las biopsias de estos pacientes y no sobre el tejido normal37. Además, la IL-15 puede ser causante
de la proliferación y la permanencia de los linfocitos intraepiteliales en esta localización28,59,60.
El aumento de IL-15 ha sido demostrado mediante inmunohistoquímica, a partir de biopsias de pacientes con EC en
actividad en comparación con el tejido sano, aunque no se
detecta un incremento del ARNm28,37. Esto se debe a que la
IL-15 está sujeta a una fuerte regulación postranscripcional
que impide su expresión en condiciones normales, y cuando se hace necesaria su producción se activan mecanismos
postranscripcionales que generan suficiente proteína a partir de la misma cantidad de ARNm58.
Los resultados obtenidos por inmunohistoquímica en los dos
únicos estudios publicados por el momento indican patrones
de expresión de IL-15 diferentes. En uno de ellos37, en la EC
en actividad se observa un pequeño número de células mononucleares positivas en la lámina propia mucosa, pero ninguna
en el epitelio, mientras que en la EC en remisión y en el tejido
sano no hay células positivas. Por el contrario, en el otro estudio28 se observa la presencia esporádica de células positivas
en la lámina propia y una expresión moderada en las vellosidades del tejido sano; mientras que en la EC en actividad hay
una fuerte expresión en las células mononucleares de la lámina propia y en los enterocitos de las criptas. Además, en los
pacientes con EC en remisión los valores de IL-15 en la lámina
propia son menores que en los casos de enteropatía activa,
pero superiores a los observados en el tejido sano.
La IL-18, inicialmente designada como factor inductor de
IFNγ (IFNγ inducing factor) tiene una gran variedad de efectos biológicos, en especial la inducción de respuestas en
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células Th1. Estas funciones incluyen la proliferación de células T, el incremento de la actividad lítica de las células NK
y el aumento de la síntesis de IFNγ. Por tanto, la IL-18 tiene
funciones similares a las de la IL-12. Además, la IL-18 es
capaz de promover la cascada inflamatoria al aumentar la liberación de TNFα, IL-8 e IL-1 por células mononucleares
de sangre periférica61. Al igual que la IL-1β, la IL-18 se sintetiza como precursor que debe ser escindido por la enzima
de conversión de la IL-1 β (ICE) o caspasa-1 para generar la
proteína biológicamente activa62,63.
Hasta el momento, se ha publicado un único estudio sobre
la implicación de la IL-18 en la EC38, en el que se detecta la
presencia de IL-18 inmadura (con un peso molecular de 24
kDa) en muestras de pacientes con EC tanto en actividad
como en remisión, y en tejido normal; mientras que la forma
activa (18 kDa) aparece también en las muestras en fases
de actividad y remisión, pero no en el tejido sano. En cuanto
al principal activador de la IL-18, la enzima de conversión de
la IL-1 β, presenta la misma actividad en todos los grupos
estudiados, probablemente debido a la presencia de otros
mecanismos de activación de la IL-18, además de la caspasa-164, que serían responsables de activar la IL-18 en la EC.
La expresión de ARNm de IL-18 es constitutiva, y se han
observado valores similares en los pacientes con EC en fase
activa y en los controles38. Se ha confirmado que dicho
ARNm se transcribe eficazmente, como demuestra el hecho
de que la forma inmadura (24 kDa) esté presente en todas
las muestras estudiadas. Se han descrito situaciones similares en otras enfermedades y en modelos experimentales en
animales en los que la actividad de la IL-18 depende de la
activación postranscripcional y no del aumento del ARNm65-67.
Sin embargo, también hay situaciones en las que el aumento en la expresión de la forma madura de la IL-18 va acompañada de un incremento del ARNm, como en el caso de la
enfermedad de Crohn68.
TGFβ e IL-10 tienen función reguladora
El TGFβ tiene una función inmunodepresora sistémica, al
inhibir la proliferación de linfocitos B y T69, mientras que localmente actúa como agente proinflamatorio, promoviendo
la acumulación de neutrófilos, macrófagos y linfocitos en el
lugar de la inflamación70,71, e inhibiendo la producción de
inmunoglobulinas junto a la inducción del cambio de isotipo
hacia IgA72. En lo referente a la acción específica que ejerce
el TGFβ sobre la mucosa intestinal, los estudios sobre tolerancia oral y la colitis inducidas experimentalmente en modelos animales sugieren que la inflamación gastrointestinal
es el resultado de un balance entre las citocinas proinflamatorias, principalmente IFNγ, y otras de carácter opuesto,
como TGFβ73. Asimismo, el TGFβ promueve la restitución
del epitelio intestinal tras producirse un daño en la mucosa,
estimulando el crecimiento y la diferenciación de células del
mesénquima, como los fibroblastos74. También tiene un importante papel en el recambio de la matriz extracelular al
aumentar la síntesis de elastina, fibronectina y de distintos
tipos de colágeno, y reduce la actividad de las metaloproteinasas, al disminuir su expresión y aumentar la de sus inhibidores (TIMP)75. El TGFβ se produce en forma inactiva,
uniéndose a proteínas de la matriz extracelular y liberándose únicamente tras la activación proteolítica76. Hay 3 isoformas (TGFβ1, TGFβ2, y TGFβ3), con pocas diferencias funcionales entre ellas, de las cuales el TGFβ1 es la forma
predominante en el ser humano34.
Se ha detectado la presencia de TGFβ tanto en biopsias intestinales de pacientes con EC en actividad como en controles sanos. Los datos de inmunohistoquímica muestran un
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claro aumento en la EC, aunque no se ha podido demostrar
un incremento paralelo de los valores de ARNm, lo que
coincide con estudios anteriores donde se ha observado
que puede haber un aumento de la expresión de proteína
sin alteraciones significativas en los valores de ARNm77. Varios trabajos muestran la presencia de ARNm de TGFβ tanto en tejido normal como en muestras de pacientes con EC
en actividad, aunque sin aumentos estadísticamente significativos. Según Lionetti et al34, hay una tendencia al incremento no estadísticamente significativo, tal vez debido al
pequeño número de muestras estudiado. Cuando se ha
evaluado el ARNm en linfocitos T aislados tanto de la lámina propia mucosa como del epitelio intestinal, su detección
ha sido positiva en tejido de pacientes con EC tanto en actividad como en remisión y en controles, sin hallarse diferencias entre los 3 grupos29. Al estudiar las biopsias de pacientes con EC estimuladas in vitro con péptidos de gliadina no
se han observado cambios en los valores de ARNm de
TGFβ119, y tampoco cuando se utilizan biopsias de colon de
pacientes con EC tras la estimulación in vivo por vía rectal35.
En un estudio mediante inmunohistoquímica se ha observado la presencia de TGFβ en el tejido sano (sin distinguir entre las distintas isoformas), abundante en la punta de las vellosidades y escasa en las criptas, aunque también en la
lámina propia de la mucosa, principalmente de la zona subepitelial, donde se expresa por las células T y los macrófagos activados. En el intestino de pacientes con EC en fase
activa, la expresión de TGFβ disminuye en el epitelio y aumenta en la lámina propia, principalmente en la región subepitelial34. Otros autores han examinado la presencia de
TGFβ1 y TGFβ3, aunque sin determinar la importancia relativa de cada isoforma, observando un aumento de TGFβ1 en
la lámina propia de muestras de pacientes con EC en actividad, mientras que se mantienen los valores bajos en el epitelio, y la expresión de TGFβ3 aumenta tanto en el epitelio
como en la lámina propia mucosa33.
La IL-10 es una importante citocina inmunorreguladora que
actúa sobre las células presentadoras de antígeno mediante
la inhibición tanto de la síntesis de citocinas78 como de moléculas coestimuladoras79 y moléculas HLA de clase II80.
Asimismo, la IL-10 actúa directamente sobre la proliferación
y la diferenciación de las células T. La activación de células
T CD4+ humanas con células presentadoras de antígeno
alogénicas en presencia de IL-10 produce anergia de larga
duración específica de antígeno en las células T81. Además,
la IL-10 induce la diferenciación de células T reguladoras
de tipo I (Tr1) que son capaces de suprimir la respuesta inmunitaria Th1 por medio de la secreción de IL-10 y TGFβ82.
La alteración de células T reguladoras parece tener importancia en la patogenia de ciertas enfermedades autoinmunitaria en humanos83, y más concretamente en la EC, donde
se ha observado que la IL-10 disminuye significativamente
la formación de clones de células T específicas de gluten39.
El ARNm de IL-10 parece estar incrementado tanto en la EC
en actividad como en las biopsias de pacientes en remisión
estimuladas ex vivo con gluten29,39, aunque hay discrepancias
con los resultados de otros trabajos19,40. El estudio más reciente39 muestra un incremento en los valores de ARNm en las
biopsias de pacientes con EC en actividad y, además, sugiere
que los daños producidos en la EC podrían explicarse por una
alteración en el balance inhibición/estimulación de las citocinas de la mucosa intestinal expresado por la relación entre los
valores de IL-10/IFNγ. Sin embargo, otro trabajo anterior no
aprecia diferencias significativas en los valores de ARNm de
IL-10 entre la EC en actividad y los controles sanos82, y tampoco se detecta su presencia en muestras de estos pacientes, ni
después de la estimulación ex vivo con gluten19.
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En cuanto a la localización de la IL-10 en la mucosa, también hay discrepancias en los resultados entre los dos únicos trabajos que abordan esta cuestión. En un trabajo se
observa la presencia de la IL-10 únicamente en la lámina
propia (mediante inmunohistoquímica e hibridación in situ),
pero no hay diferencias cuantitativas entre las muestras de
pacientes con EC en actividad y de tejido sano40. En el otro
se localiza la presencia de células positivas en la lámina
propia de las muestras de tejido sano, mientras que en
muestras de pacientes con EC en actividad la expresión de
IL-10 aparece sólo en el epitelio29.
Otras citocinas estudiadas en la enfermedad
celíaca
En condiciones normales, la mucosa intestinal puede expresar simultáneamente IFNγ e IL-4, por lo que se ha estudiado la posibilidad de que una citocina Th2 esté implicada en
la EC a pesar de ser un trastorno del perfil predominantemente Th118. Se ha observado la expresión de IL-4 en la
mucosa intestinal normal en valores bajos, y la mayoría de
los datos indican que en la EC en actividad o tras la estimulación de biopsias in vitro con péptidos de gluten, estos valores se mantienen bajos. De hecho, casi todos los estudios
que cuantifican ARNm de IL-4 detectan valores bajos en algunas muestras19,29,31, excepto en un caso en el que se
muestra un aumento de IL-4, mediante hibridación in situ,
en el tejido de pacientes con EC en actividad comparado
con el tejido sano32. En cuanto a la localización de la IL-4,
casi todos los estudios concluyen que se expresa sólo en la
lámina propia19,32,40, y sólo en un caso se observa la presencia tanto en el epitelio como en la lámina propia33. Los datos
obtenidos por inmunohistoquímica indican que no hay aumento en la EC con respecto al tejido sano19,33,40, lo que
coincide con los resultados de ARNm.
Además de la posible implicación de IL-15 e IL-1853, la búsqueda de otros mediadores capaces de inducir el aumento
de IFNγ en la EC en ausencia de IL-12 ha llevado a estudiar
la implicación del IFNα, que atrae actualmente la atención11
por ser una citocina implicada en la inmunomodulación
frente a antígenos propios y externos84,85, capaz de inducir
respuestas Th186,87. A partir de explantes de intestino fetal
humano, se ha estudiado el efecto del IFNα sobre los valores de otras citocinas, y se ha observado que el IFNα por sí
mismo no produce modificaciones, pero en combinación
con anticuerpos anti-CD3 induce la hiperplasia de criptas
de forma dependiente de la dosis y aumentan los valores de
IFNγ, TNFα y KGF, este último probablemente implicado en
la proliferación epitelial88. Además, se ha publicado el caso
de un paciente que desarrolló EC tras recibir IFNα como
tratamiento por presentar una leucemia mieloide crónica36.
Esto sugiere un papel relevante de IFNα en la EC, aunque
por el momento la única prueba experimental se reduce a la
confirmación de la presencia de IFNα por la técnica de
Western blot en una proporción de muestras de pacientes
con EC en actividad, mayor que en el tejido sano36.
Conclusiones
El gluten produce la activación de una respuesta inmunitaria
en la mucosa intestinal de los pacientes celíacos y, una vez
que esta proteína se retira de la dieta, se recupera la normalidad histológica y funcional, aunque la hipersensibilidad a
los péptidos tóxicos persiste de por vida. El modelo inmunopatogénico actual, según el cual la activación de linfocitos T
específicos desencadena la expresión de la enfermedad, no
consigue explicar todas las alteraciones encontradas y, ade-
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más, se sospecha la presencia de otros mecanismos de respuesta frente a ciertos péptidos de gluten no mediados por
la inmunidad adaptativa.
Muchos de los mecanismos inflamatorios puestos en marcha en la EC son comunes a otros procesos intestinales,
aunque en la EC el balance entre citocinas proinflamatorias
y antiinflamatorias hace que las alteraciones sean moderadas y autolimitadas, por lo que este balance puede expresarse como la relación entre pares de citocinas, ya sea
IFNγ/TGFβ o IFNγ/IL-10. Resulta llamativa la ausencia de
IL-12, por ser la principal responsable de la inducción y el
mantenimiento de las respuestas Th1, aunque en el caso
de la EC, otras citocinas podrían estar implicadas en este
proceso. La IL-18, por ejemplo, tiene capacidad para inducir la producción de IFNγ y presenta muchos efectos en común con la IL-12. Por otro lado, la IL-15, además de las
funciones inicialmente asociadas con la inmunidad innata,
está también implicada en la actividad inflamatoria de la lámina propia y tiene efectos directos sobre el epitelio de la
mucosa intestinal.
A pesar de los avances producidos en los últimos años en el
conocimiento de los mecanismos que regulan la inflamación en la mucosa intestinal en la EC, persisten multitud de
incógnitas por resolver. Hasta el momento, no se ha hallado
una relación directa entre los valores de citocinas y el grado
de lesión de la mucosa, o la presencia de los autoanticuerpos característicos de la EC. Asimismo, quedan por esclarecer las vías de activación de la inflamación intestinal que,
en ocasiones, producen una inflamación moderada y, en
otras, conducen a alteraciones más profundas en la arquitectura de la mucosa, como en el caso de la enfermedad inflamatoria intestinal.
Agradecimientos
Agradecemos al Prof. Blanco-Quirós la revisión crítica del manuscrito y sus comentarios. El trabajo en nuestro laboratorio está financiado con ayudas del Instituto de Salud Carlos III, Ministerio de Sanidad (PI020895, 02/3068), Junta de Castilla y León (VA057/04), y
Sweden Diagnostics afiliada a Pharmacia Diagnostics.
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